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專題綜合測評(一)　化學(xué)反應(yīng)與能量變化 (時間45分鐘，滿分100分) 一、選擇題(本題包括12個小題，每小題4分，共48分) 1．下列說法中正確的是 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號：92410075】 A．核能是一種清潔、環(huán)保、安全的新能源 B．核變化屬于化學(xué)變化 C．氫氣的燃燒熱很高，且來源豐富、無污染，是一級能源 D．將煤制成氣體燃料或液體燃料，可以提高其燃燒效率 【解析】　一旦發(fā)生核泄漏，會對環(huán)境造成污染，A項錯；核變化不屬于化學(xué)變化，B項錯；H2是二級能源，C項錯；將煤制成氣體燃料或液體燃料，既能減少污染，又能提高燃燒效率，D項正確。 【答案】　D 2．下列說法或表示方法不正確的是 (　　) A．蓋斯定律實質(zhì)上是能量守恒定律的體現(xiàn) B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) 　ΔH＝－57.3 kJ/mol，若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJ C．由一定條件下石墨合成金剛石吸熱可知，石墨比金剛石穩(wěn)定 D．在101 kPa時，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol 【解析】　蓋斯定律實質(zhì)上是能量守恒定律的體現(xiàn)；濃硫酸稀釋過程中也放出熱量，所以放出的熱量大于57.3 kJ；能量越低的物質(zhì)越穩(wěn)定；選項D中ΔH應(yīng)等于－571.6 kJ/mol。 【答案】　D 3．根據(jù)如圖所示的各物質(zhì)能量變化關(guān)系判斷下列熱化學(xué)方程式正確的是 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號：92410076】 A．C(金剛石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJmol－1(a<0) B．C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝b kJmol－1(b>0) C．C＋O2===CO2 ΔH3＝c kJmol－1(c>0) D．C(金剛石，s)===C(石墨，s) ΔH4＝d kJmol－1(d>0) 【解析】　C(石墨，s)燃燒生成CO2(g)屬于放熱反應(yīng)，ΔH<0，B錯；由題圖知C(金剛石，s)的能量高于C(石墨，s)，則C(金剛石，s)===C(石墨，s)　ΔH<0(放熱反應(yīng))，D錯；熱化學(xué)方程式要標(biāo)出物質(zhì)聚集狀態(tài)，C錯。 【答案】　A 4．如圖所示是幾種常見的化學(xué)電源示意圖，有關(guān)說法不正確的是(　　) 　　 　干電池示意圖　　　　　鉛蓄電池示意圖 氫氧燃料電池示意圖 A．上述電池分別屬于一次電池、二次電池和燃料電池 B．干電池在長時間使用后，鋅筒被破壞 C．鉛蓄電池工作過程中，每通過2 mol電子，負(fù)極質(zhì)量減輕207 g D．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源 【解析】　在干電池中，Zn作負(fù)極，被氧化，B項正確；氫氧燃料電池不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)，且得到的最終產(chǎn)物是水，故氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源，D項正確；C項忽略了硫酸鉛在負(fù)極上析出，負(fù)極質(zhì)量應(yīng)該增加而非減少，C項錯誤。 【答案】　C 5．如圖是Zn和Cu組成的原電池示意圖，某小組做完該實驗后，在讀書卡片上記錄如下，卡片上描述合理的是 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號：92410077】 稀硫酸 卡片No.10　Date：2014－10－11 實驗記錄：①導(dǎo)線中電流方向：鋅→銅?、阢~極上有氣泡產(chǎn)生?、垆\片變薄 實驗結(jié)論：④Zn為正極，Cu為負(fù)極　⑤銅比鋅活潑?、轍＋向銅片移動 A．①②③　　　　　　 B．④⑤⑥ C．③④⑤ 　 D．②③⑥ 【解析】　由圖可知，該電池反應(yīng)為Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，活潑金屬Zn作負(fù)極，Cu作正極；外電路電流的方向為正極流向負(fù)極，①、④、⑤錯誤；Zn失去電子被氧化，溶解成Zn2＋，失去的電子經(jīng)外電路流向正極，溶液中的H＋在正極板上得到電子，析出H2，②、③、⑥正確。 【答案】　D 6．用惰性電極電解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液，最初一段時間陰極和陽極上析出的物質(zhì)分別是 (　　) A．H2和Cl2 　 B．Cu和Cl2 C．H2和O2 　 D．Cu和O2 【解析】　由題意知，溶液中存在H＋、Cu2＋、Na＋、SO、NO、Cl－、OH－，根據(jù)離子的放電順序：陽離子：Cu2＋>H＋>Na＋，陰離子：Cl－>OH－>SO、NO，則陰極：Cu2＋＋2e－===Cu，陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑。 【答案】　B 7．根據(jù)如圖所示的反應(yīng)判斷，下列說法中錯誤的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：92410078】 碳酸鈣的熱分解示意圖 A．CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量 B．該反應(yīng)的焓變大于零 C．該反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵形成放出能量 D．由該反應(yīng)可推出凡是需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng) 【解析】　碳酸鈣受熱分解的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，焓變大于零，故CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量，A、B項說法正確；在CaCO3中，Ca2＋和CO之間存在離子鍵，CO中C與O之間存在共價鍵，故反應(yīng)中有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，舊化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，新化學(xué)鍵形成放出能量，C項說法正確；需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定為吸熱反應(yīng)，如碳的燃燒需要加熱，但該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，D項說法錯誤。 【答案】　D 8．(2016四川成都階段測試)下列說法中正確的是(　　) A．煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能的過程 B．1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱 C．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH＝2(－57.3) kJmol－1 D．反應(yīng)H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJmol－1說明在相同條件下，1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和大于2 mol氟化氫氣體的能量 【解析】　煤燃燒主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程，A錯誤；l mol甲烷燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱，B錯誤；中和熱指在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時的反應(yīng)熱，C錯誤；若反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則是放熱反應(yīng)，D正確。 【答案】　D 9．下列敘述正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：92410079】 A．同溫同壓下，4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)在常溫和點燃條件下的ΔH不同 B．在某反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量時，該反應(yīng)放熱，ΔH>0 C．已知C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－196.8 kJmol－1，則碳的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱是ΔH＝－196.8 kJmol－1 D．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJmol－1，則含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量 【解析】　A項，反應(yīng)熱與反應(yīng)條件無關(guān)；B項，反應(yīng)放熱時ΔH<0；C項，標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱所對應(yīng)的可燃物的物質(zhì)的量應(yīng)為1 mol；D項，20.0 g NaOH的物質(zhì)的量為0.5 mol，發(fā)生中和反應(yīng)放出的熱量為0.5 mol57.4 kJmol－1＝28.7 kJ。 【答案】　D 10．肼(N2H4)是一種可用于火箭或原電池的燃料。已知： N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ/mol　① N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ/mol?、? 下列說法正確的是(　　) A．反應(yīng)①中反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量 B．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 000.3 kJ/mol C．鉑作電極，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，由反應(yīng)②設(shè)計的燃料電池，其負(fù)極反應(yīng)式為N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O D．鉑作電極，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，由反應(yīng)②設(shè)計的燃料電池，工作一段時間后，KOH溶液的pH將增大 【解析】　反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，故A錯誤；2②－①即得到2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝2②－①＝2(－534 kJ/mol)－(＋67.7 kJ/mol)＝－1 135.7 kJ/mol，故B錯誤；負(fù)極是N2H4失電子生成N2和H2O，則其電極反應(yīng)式為N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，故C正確；反應(yīng)生成水，溶液的體積增大，所以氫氧化鉀的濃度減小，即溶液的pH減小，故D錯誤。 【答案】　C 11．關(guān)于下列各裝置圖的敘述不正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：92410080】 A．用圖①裝置精煉銅，a極為粗銅，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液 B．圖②裝置的鹽橋中KCl溶液中的Cl－移向乙燒杯 C．圖③裝置中鋼閘門可與外接電源的負(fù)極相連受到保護 D．圖④兩個裝置中通過導(dǎo)線的電子數(shù)相同時，消耗負(fù)極材料的物質(zhì)的量不同 【解析】　A項正確，由電流方向判斷a極為陽極，可使粗銅溶解；B項錯誤，圖②裝置中的甲燒杯中鋅作負(fù)極，溶液中不斷增加Zn2＋，鹽橋中KCl溶液中的Cl－移向甲燒杯；C項正確，因為鋼閘門與外接電源的負(fù)極相連作陰極受到了保護；圖④中左、右裝置均為原電池，左裝置中的鋁作負(fù)極被氧化，右裝置中的鋅作負(fù)極被氧化，但兩種金屬的氧化產(chǎn)物的化合價不同， 當(dāng)通過導(dǎo)線的電子數(shù)相同時，消耗負(fù)極材料的物質(zhì)的量不同。 【答案】　B 12．下圖為兩個原電池裝置圖，由此判斷下列說法錯誤的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：92410081】 A．當(dāng)兩原電池中轉(zhuǎn)移相同數(shù)目的電子時，生成和消耗Ni的物質(zhì)的量相同 B．兩裝置工作時，鹽橋中的陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動 C．由此可判斷能夠發(fā)生2Cr3＋＋3Ni===3Ni2＋＋2Cr和Ni2＋＋Sn===Sn2＋＋Ni的反應(yīng) D．由此可判斷Cr、Ni、Sn三種金屬的還原性強弱順序為：Cr>Ni>Sn 【解析】　第一個原電池中Ni2＋得電子生成Ni，第二個原電池中Ni失電子生成Ni2＋，當(dāng)兩原電池中轉(zhuǎn)移相同數(shù)目的電子時，生成和消耗Ni的物質(zhì)的量相同。兩裝置工作時，負(fù)極生成陽離子，所以鹽橋中的陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動。左池中發(fā)生的反應(yīng)為3Ni2＋＋2Cr===2Cr3＋＋3Ni，右池中發(fā)生的反應(yīng)為Ni＋Sn2＋===Ni2＋＋Sn，C項錯。由此可判斷Cr、Ni、Sn三種金屬的還原性強弱順序為：Cr>Ni>Sn。 【答案】　C 二、非選擇題(本題包括4個小題，共52分) 13．(14分)如圖所示，水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天后觀察： (1)鐵釘在逐漸生銹，則鐵釘?shù)母g屬于________腐蝕。(填“化學(xué)”或“電化學(xué)”) (2)若試管內(nèi)液面上升，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，電極反應(yīng)式：負(fù)極：______________________，正極：____________________________。 (3)若試管內(nèi)液面下降，則原溶液呈________性，發(fā)生________腐蝕，電極反應(yīng)為：負(fù)極：____________________________；正極：______________。 【解析】　(1)由于鐵釘不純含有碳，則鐵為負(fù)極，碳為正極，又存在電解質(zhì)溶液，所以可形成原電池，因此鐵釘?shù)母g為電化學(xué)腐蝕。(2)試管內(nèi)液面上升，說明此時試管內(nèi)的壓強減小，應(yīng)為試管內(nèi)的氣體被消耗所致，結(jié)合電化學(xué)腐蝕的原理，鐵釘發(fā)生了吸氧腐蝕。(3)試管內(nèi)液面下降，說明此時試管內(nèi)的壓強增大，試管內(nèi)應(yīng)該有氣體產(chǎn)生，結(jié)合電化學(xué)腐蝕的原理，鐵釘發(fā)生了析氫腐蝕。 【答案】　(1)電化學(xué)　(2)弱酸性、中性或堿　吸氧　Fe－2e－===Fe2＋　O2＋4e－＋2H2O===4OH－ (3)較強酸　析氫　Fe－2e－===Fe2＋　2H＋＋2e－===H2↑ 14．(14分)如圖為相互串聯(lián)的甲、乙兩個電解池，試回答： 　　　　　　　　 　甲　　　　　　　　乙 (1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，A極是________，材料是________，電極反應(yīng)為_____________________________________________________， B極是________，材料是________，電極反應(yīng)式為_____________________ ____________________，電解質(zhì)溶液為_________________________。 (2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開始一段時間后，F(xiàn)e極附近呈________色。 (3)若甲槽陰極增重12.8 g，則乙槽陽極放出氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________。 (4)若乙槽剩余液體為400 mL，則電解后得到堿液的物質(zhì)的量濃度為________。 【解析】　(1)考查粗銅精煉和電解飽和食鹽水，依據(jù)電源，知A為陰極，B為陽極，F(xiàn)e為陰極，C為陽極。(3)若A增重12.8 g，即Cu2＋＋2e－===Cu，n(e－)＝2＝0.4 mol，則據(jù)電子守恒，乙池中陽極2Cl－－2e－===Cl2↑，V(Cl2)＝0.2 mol22.4 Lmol－1＝4.48 L。(4)乙池總反應(yīng)式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故n(NaOH)＝2n(Cl2)＝0.4 mol，則c(NaOH)＝＝1 molL－1。 【答案】　(1)陰極　純銅　Cu2＋＋2e－===Cu　陽極　粗銅　Cu－2e－===Cu2＋(主要) 　CuSO4溶液[或Cu(NO3)2溶液等] (2)紅　(3)4.48 L　(4)1 molL－1 15．(12分)研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理方法具有重要意義。【導(dǎo)學(xué)號：92410083】 (1)處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S。已知： ①CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1； ②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.0 kJmol－1。 此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________________________________。 (2)氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。 已知： ①CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJmol－1(a>0) ②2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJmol－1(b>0) 若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36 L CO還原NO2至N2(CO完全反應(yīng))的整個過程中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為________，放出的熱量為________kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。 (3)用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染。 例如： ①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJmol－1 ②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝？ 若1 mol CH4還原NO2至N2整個過程中放出的熱量為867 kJ，則ΔH2＝________。 【解析】　(1)由題意可知：CO、SO2反應(yīng)生成CO2和單質(zhì)S，根據(jù)蓋斯定律，①2－②得： 2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJmol－1。 (2)由①②兩方程式可知：CO的氧化產(chǎn)物均為CO2，碳元素的化合價從＋2價升至＋4價，3.36 L CO即0.15 mol，根據(jù)電子得失守恒：電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為0.3 mol，則其數(shù)目為0.3NA。 據(jù)蓋斯定律：①2＋②得：4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－(2a＋b) kJmol－1 則放出的熱量為0.15(2a＋b)/4 kJ＝3(2a＋b)/80 kJ (3)根據(jù)蓋斯定律①＋②可得：2CH4(g)＋4NO2(g)===2N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)，則(ΔH1＋ΔH2)/2＝－867 kJmol－1，解之得ΔH2＝－1 160 kJmol－1。 【答案】　(1)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)　ΔH＝－270 kJmol－1 (2)0.3NA　3(2a＋b)/80 (3)－1 160 kJmol－1 16．(12分)(1)常溫下，0.5 mol甲醇在氧氣中完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出熱量363.3 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： ____________________ ____________________________________________________。 (2)請設(shè)計一個燃料電池：電解質(zhì)溶液為強堿溶液，Pt作電極，在電極上分別通入甲醇和氧氣。通入甲醇的電極應(yīng)為________極(填“正”或“負(fù)”)，該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________。 (3)用Pt作電極電解的硝酸銀溶液，如圖甲所示，則右邊電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________________________________________________。 　　　　圖甲　　　　　　　　　　圖乙 (4)某化學(xué)學(xué)習(xí)興趣小組為了研究金屬的腐蝕現(xiàn)象，將一枚鐵釘放在“84”消毒液(NaClO)中，某同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示實驗裝置，寫出石墨電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式：_______________________________________________________。 【解析】　(2)燃料氣體通入的極為負(fù)極，在強堿性溶液中甲醇的氧化產(chǎn)物應(yīng)為碳酸鹽；(3)用惰性電極電解硝酸銀溶液時，陽極是水失去電子產(chǎn)生氧氣，留下H＋；(4)“84”消毒液中ClO－在正極上得電子生成Cl－。 【答案】　(1)CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.6 kJmol－1 (2)負(fù)　CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O (3)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋ (4)ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－